[发明专利]一种胞内生产克氏原螯虾NADH脱氢酶亚基I蛋白的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种胞内生产克氏原螯虾NADH脱氢酶亚基I蛋白的方法，属于生物工程技术领域。

背景技术

如何实现无/弱副作用的人工卵巢发育调控一直是经济虾蟹养殖的重要难题之一。目前人们虽已摸索出不少促虾蟹卵巢快速成熟方法，如控温、控光、强化营养条件、激素处理等，但眼柄切除仍是不少虾蟹人工育苗生产中促进亲虾卵巢快速成熟及产卵的最常用、最有效方法。目前在虾蟹繁殖季节，人工切除雌性虾蟹的单侧眼柄用以促进卵巢同步发育、快速成熟，提高抱卵量，已在不少国家较为普遍应用于多种海洋和淡水经济虾蟹(如斑节对虾、大西洋龙虾、锯缘青蟹等)的规模化养殖中。然而，应用实践中会出现无法避免的副作用：切除眼柄后易致亲体蜕皮周期缩短、死亡率上升、卵子质量下降等不良后果。眼柄切除诱导虾蟹类卵巢快速发育成熟(简称卵巢“眼柄切除效应”)存在相似的分子机制，深入阐明该分子机制将非常有助于发掘到新的、更合理的人工生殖调控分子靶点，从而指导发展可替代眼柄切除、无/弱副作用的人工卵巢促熟思路和方法，对于经济虾蟹类人工养殖业的发展具有重要价值。克氏原螯虾(Procambarusclarkii)，俗称龙虾、小龙虾，隶属节肢动物门、甲壳纲、十足目，是具较高经济价值的水产养殖品种之一；同时，克氏原螯虾还具有成本低、易饲养、体型较大易于实验操作等优点，因此是研究虾蟹类卵巢“眼柄切除效应”分子机制的一种非常好的代表动物。

NADH脱氢酶是线粒体内膜上电子传递链的组成部分，含多个亚基，催化电子从NADH传递给辅酶Q，参与细胞能量代谢。我们前期的研究发现NADH脱氢酶在克氏原螯虾眼柄切除后的中期及晚期表达水平均逐渐提高，至卵巢发育至成熟期时(～15day)表达水平达到最高，与卵巢成熟标志物vitellogenin动态表达模式类似，表明其在克氏原螯虾“眼柄切除效应”过程中具有重要功能。为深入探究NADH脱氢酶在克氏原螯虾“眼柄切除效应”诱导卵巢快速发育成熟中的作用和调控模式，首先需要制备大量高活性的NADH脱氢酶蛋白，并制备对应单/多克隆抗体。本专利使用大肠杆菌重组表达系统，构建高效表达克氏原螯虾NADH脱氢酶亚基I蛋白的基因工程菌，为后续深入研究克氏原螯虾卵巢“眼柄切除效应”的分子机制奠定基础。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高效表达克氏原螯虾NADH脱氢酶亚基I蛋白的基因工程菌，是将基因nad1导入E.coliBL21(DE3)得到的基因工程菌。

所述基因nad1的序列是根据GeneBank中来源于克氏原螯虾(Procambarusclarkii)的SequenceID：AFQ31571的序列进行全基因化学合成得到。

本发明的第二个目的在于提供上述基因工程菌的构建方法，成功高可溶性表达获得了克氏原螯虾NADH脱氢酶亚基I蛋白，其步骤如下：

(1)设计引物nad1-1：(5′-TCAGGAGGTACCATATTGGTTATAGTTGTT-3′)和nad1-2：(5′-ACTGAGGTCGACCTACAATACTAAAAATCAAGTA-3′)，利用PCR将克氏原螯虾NADH脱氢酶亚基I基因nad1的cDNA编码框5’和3’两侧分别引入KpnΙ和SalI限制性酶切位点(下划线显示)；

(2)通过双酶切、分子连接等基因操作将nad1基因插入到表达质粒pColdII，构建重组质粒pColdII-nad1；

(3)随后将pColdII-nad1转化大肠杆菌表达菌株BL21(DE3)，通过氨苄抗生素平板筛选阳性转化子并进行测序验证。

本发明选取大肠杆菌冷休克表达载体pColdII，构建了重组表达载体pColdII-nad1，利用大肠杆菌系统成功高可溶性表达获得了克氏原螯虾NADH脱氢酶亚基I蛋白，并对表达的NADH脱氢酶亚基I蛋白进行了纯化及免疫印迹分析。

本发明相比现有技术的有益效果：本发明首次以大肠杆菌为表达宿主实现了克氏原螯虾NADH脱氢酶亚基I的高效重组表达，可溶性NADH脱氢酶亚基I蛋白的表达量约占表达株BL21(DE3)菌体总蛋白量的48％，大部分为可溶性状态，目前国际上尚未见任何有关重组表达克氏原螯虾NADH脱氢酶亚基I蛋白的报道。

具体实施方式

在本发明中所使用的术语，除非有另外说明，一般具有本领域普通技术人员通常理解的含义。